專利名稱：多級(jí)中壓變頻器中的移相變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種移相變壓器，尤其涉及一種用于多級(jí)中壓變頻器中的移相變壓器。
背景技術(shù)：
一般而言，多級(jí)中壓變頻器是具有輸入的線間電壓的均方根值范圍在600V以上的變頻器，并且其輸出相電壓為多級(jí)。多級(jí)中壓變頻器被配置為驅(qū)動(dòng)在諸如風(fēng)扇、泵、壓縮機(jī)、牽引裝置、起重機(jī)以及傳輸機(jī)的領(lǐng)域中具有幾kW到幾麗的功率的電動(dòng)機(jī)。常規(guī)的中壓變頻器可能要求在輸入端有移相變壓器，用于提供電流隔離、減少諧波以及向各個(gè)電池單元供應(yīng)輸入電壓。移相變壓器作為中壓變頻器的組成部分之一，占據(jù)了中壓變頻器中最大一部分體積和重量，因而移相變壓器的設(shè)計(jì)非常重要。然而，常規(guī)的移相變壓器一般具有集成式的配置，由于集成式結(jié)構(gòu)而受制于諸如在設(shè)計(jì)方面不存在自由度的缺點(diǎn)?，F(xiàn)在，將描述常規(guī)的移相變壓器。

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的多級(jí)中壓變頻器的示意性結(jié)構(gòu)圖。參照?qǐng)D1，常規(guī)的多級(jí)中壓變頻器從輸入電力單元120接收輸入電力，并且將電壓轉(zhuǎn)換至三相電動(dòng)機(jī)130的負(fù)載,輸入電力單兀120輸出如下的電壓其輸入的線間電壓的均方根值為600V以上。常規(guī)移相變壓器111的一次繞組由三相Y接線構(gòu)成，并且二次繞組由總共12個(gè)繞組構(gòu)成，三個(gè)繞組相對(duì)于一次繞組各自具有-15°、0°、15°、30°的相位差。二次繞組的結(jié)構(gòu)由單元電池112的數(shù)量來確定。從圖1能夠注意到的是，變頻器110為電動(dòng)機(jī)130的每個(gè)相設(shè)置兩個(gè)單元電池。也就是說，電池Al 112a和電池A2 112b串聯(lián)連接以輸出三相電動(dòng)機(jī)130的“a”相電壓，電池BI 112c和電池B2 112d輸出“b”相電壓，而電池Cl 112e和電池C2 112f輸出“c”相電壓。電池Al 112a、電池BI 112c和電池Cl 112e連接至具有15°和0°相位的輸出，并且電池A2 112b、電池B2 112d和電池C2 112f連接至具有15°和30°相位的輸出。圖2是圖1中的電池的配置圖。參照?qǐng)D2，整流單元210從移相變壓器111接收兩個(gè)三相電力并且將所述電力整流成直流電壓。為此目的，整流單元210包括兩個(gè)二極管整流器。整流單元210的輸出連接至串聯(lián)連接的直流母線電容器，并且直流單元220的兩個(gè)直流母線電容器中的每一個(gè)直流母線電容器具有相同的電容。變頻器230合成直流單元220的輸出電壓并且所輸出的線間電壓為五級(jí)。同時(shí)，圖1的常規(guī)中壓變頻器可以被配置成如圖3所示。圖3是圖1的另一配置圖，并且除了電池113的配置以外，圖3具有和圖1中一樣的配置。圖3的電池113能夠合成五級(jí)的輸出電壓。電池Dl 113a能夠輸出電動(dòng)機(jī)130的“a”相電壓，電池El 113b能夠輸出電動(dòng)機(jī)130的“b”相電壓,而電池Fl 113c能夠輸出電動(dòng)機(jī)130的“c”相電壓。圖4是圖3的電池的配置圖。
參照?qǐng)D4，整流單元410包括四個(gè)二極管整流器，并且變頻器單元430的操作和圖2中的一樣。然而，圖2和圖4中的單元電池在響應(yīng)于所要求的輸出而使用的電力裝置的額定電壓和額定電流上是不同的。移相變壓器111的輸出被輸入至整流單元410，并且整流單元410的輸出反映在直流單元420上。首先將描述圖1的變頻器單元230的操作。圖2中的變頻器單元230的各個(gè)引腳包括四個(gè)串聯(lián)布置的開關(guān)230a、230b、230c、230d，并且輸出電壓由各個(gè)開關(guān)的操作來限定。開關(guān)230a和開關(guān)230b的切換操作是互補(bǔ)的，并且開關(guān)230c和開關(guān)230d的切換操作也是互補(bǔ)的。因此，如果直流單元220的串聯(lián)連接的直流母線電容器的各個(gè)電壓被限定為E，并且如果開關(guān)230a和開關(guān)230b被接通，則開關(guān)230c和開關(guān)230d被斷開，并且所輸出的極電壓為E。此外，如果開關(guān)230a和開關(guān)230c被接通，則開關(guān)230b和開關(guān)230d被斷開，并且此時(shí)的極電壓為零。類似地，如果開關(guān)230a和開關(guān)230b被斷開，則開關(guān)230c和開關(guān)230d被接通，并且此時(shí)的極電壓為-E。根據(jù)如此定義的極電壓，由圖1的各個(gè)單元電池112所輸出的線間電壓分別為2E、E、0、-E和-2E五級(jí)。由于由各個(gè)電池112輸出的線間電壓被定義為五級(jí)，所以由圖1的電池Al 112a和電池A2 112b合成的電壓為4E、3E、2E、E、0、-E、-2E、-3E和-4E九級(jí)，并且輸出至電動(dòng)機(jī) 130 的線間電壓為 8E、7E、6E、5E、4E、3E、2E、E、0、-E、-2E、-3E、-4E、-5E、-6E、-7E和-8E十七級(jí)。現(xiàn)在將描述圖1和圖3的移相變壓器111的操作。移相變壓器111將電絕緣的三相電力從所輸入的三相電力施加至各個(gè)電池112、113。移相變壓器111的一次繞組為Y接線或者A接線，并且二次繞組輸出具有足以滿足單元電池112、113的要求的移相和幅值的電力。此時(shí)，來自移相變壓器111的二次繞組的輸出的個(gè)數(shù)與在單元電池112、113處的整流單元210、410的二 極 管整流器的個(gè)數(shù)相同，并且能夠由下列等式I來限定。等式I =Nsec=SNunitNdiode其中，N.是來自移相變壓器111的二次繞組的輸出的個(gè)數(shù)，Nunit是連接至電動(dòng)機(jī)130的各相的單元電池112、113的個(gè)數(shù)，并且Nditjde是包括在一個(gè)單元電池112、113中的二極管整流器的個(gè)數(shù)。例如，因?yàn)樵趫D1和圖2的配置中，Nmit為2而NditxleS 2，所以Nse。變?yōu)?2，并且因?yàn)樵趫D3和圖4的配置中，Nunit為I而Ndit5d6為4，所以NS6。變?yōu)?2。移相變壓器111的二次繞組的移相角度可以由下列等式2獲得。
權(quán)利要求
1.一種多級(jí)中壓變頻器中的移相變壓器，所述多級(jí)中壓變頻器包括用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的多個(gè)電池，所述移相變壓器包括多個(gè)模塊化的移相變壓器，其中所述多個(gè)模塊化的移相變壓器的一次繞組以預(yù)定角度彼此移相。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移相變壓器，其中，模塊化的移相變壓器的二次繞組包括多個(gè)第一接線和多個(gè)第二接線，各個(gè)接線以預(yù)定的角度移相。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移相變壓器，其中，所述第一接線包括Y接線，并且所述第二接線包括A接線。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移相變壓器，其中，所述多個(gè)模塊化的移相變壓器中的任一個(gè)將所述第一接線和所述第二接線的輸出作為輸入電カ供應(yīng)至多個(gè)電池中的分別向所述電動(dòng)機(jī)提供三相電壓的三個(gè)電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移相變壓器，其中，所述模塊化的移相變壓器的二次繞組包括多個(gè)接線，各個(gè)接線以預(yù)定的角度移相。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的移相變壓器，其中，所述模塊化的移相變壓器中的任ー個(gè)將輸入電力供應(yīng)至多個(gè)電池中的任一個(gè)電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的移相變壓器，其中，至所述電池中的任一個(gè)電池的輸入是來自所述模塊化的移相變壓器中的所述多個(gè)接線中的任ー個(gè)接線的輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的移相變壓器，其中，所述多個(gè)模塊化的移相變壓器將輸入電力供應(yīng)至所述多個(gè)電池中的任ー個(gè)電池。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的移相變壓器，其中，所述電池中的任一個(gè)電池的輸入是來自所述多個(gè)模塊化的移相變壓器的輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移相變壓器，其中，所述預(yù)定的角度由下列等式確定
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多級(jí)中壓變頻器中的移相變壓器，其中，將結(jié)構(gòu)模塊化以提供布局自由并且減小整個(gè)系統(tǒng)的體積和重量，并且使得即使一個(gè)模塊發(fā)生故障也能夠進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的連續(xù)操作。
文檔編號(hào)H01F27/28GK103036456SQ20121036246
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者俞安櫓 申請(qǐng)人:Ls產(chǎn)電株式會(huì)社